氨水制備系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及氨水制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氨水制備系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]氨水作為一種氨氣的水溶液，其在軍事、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等各個領(lǐng)域內(nèi)均有應(yīng)用；目前國內(nèi)的氨水制備設(shè)備都是分為工業(yè)氨水、電子級氨水、試劑級氨水制備裝置，上述設(shè)備在使用中具有單一性，即不能使用一種設(shè)備制備各種等級的氨水，且大部分設(shè)備只能制備工業(yè)級氨水。而諸如當(dāng)前最流行的工業(yè)氨水制備裝置，如“超級吸氨器”等，雖然與傳統(tǒng)的工藝相比有很大改進(jìn)，有很多優(yōu)點(diǎn)，但還有如下不足。如:1)只能制備工業(yè)氨水，配套純水制備裝置也不能制備要求更高的電子級、試劑級氨水，不能生產(chǎn)系列產(chǎn)品做到一機(jī)多能，目前國內(nèi)能生產(chǎn)高等級氨水的裝置都是設(shè)備投資大、工藝復(fù)雜、能耗高且單位產(chǎn)量低。2)易結(jié)垢，要配套純水制備裝置才能制備工業(yè)氨水，配套純水制備裝置會增加裝置占地面積、加大投資和增加運(yùn)行費(fèi)用。3)對氨源要求高，受工藝和設(shè)備的限制，不能使用質(zhì)量等級低的液氨、廢氨和回收氨，需吃“精糧”，不能吃“粗糧”。4)能量利用差，氨水制備過程有冷、熱二種能量產(chǎn)生，目前國內(nèi)的氨水制備裝置最多在生產(chǎn)過程中利用部分冷、熱能，大部分能量浪費(fèi)了。5)氨水溫度不可控，換熱器換熱面積是固定的，氨水溫度隨氣溫變化而正向變化，不能根據(jù)需要調(diào)節(jié)氨水溫度，比如夏季溫度高則氨水溫度高，不利于高濃度氨水制備(夏季氨水濃度〈30%)和氨水儲運(yùn)。6)能量利用差，在氨水制備過程中有冷、熱二種能量產(chǎn)生；即由氨到氨水其實(shí)是兩個過程，①液氨的蒸發(fā)氣化LNH3--->GNH3—Q其氣化熱為ΛΗ ? 320kcal/kg(每公斤氨氣化，大約吸熱320大卡)②氨和水反應(yīng)NH3(g)+H20>NH40H+Q這是一個放熱反應(yīng)，其反應(yīng)熱ΛΗ反應(yīng)熱=480kcal/kg氨(S卩每公斤氨和水反應(yīng)產(chǎn)生480大卡的熱量)這一冷一熱，尤其是-30°C以下的低溫能源在化工低溫冷凍領(lǐng)域有非常高的價值。而目前國內(nèi)的氨水制備裝置最多在生產(chǎn)過程中利用部分冷或熱能，致使大部分能量浪費(fèi)；而如果將氨水制備過程中所產(chǎn)生的冷熱兩種能源進(jìn)行綜合的利用則能給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和降低企業(yè)的投入成本，同時對能源本身也是一種綜合的利用。
[0003]諸如中國專利號為“2006200503389”所示的“一種速成工業(yè)氨水制備裝置”，其在使用中是將液氨的氣化到氨水的形成及冷卻是在一體化的設(shè)備中形成的，采用該專利所示的設(shè)備在使用中同樣具備上述所述的易結(jié)垢、不能“吃粗糧”等缺點(diǎn)，在氨水制備過程中，其氨氣和水的結(jié)合是特別重要的步驟，因?yàn)檫@關(guān)系著整個生產(chǎn)中的安全，特別是在將氨氣與水混合后形成氨水的過程中極易發(fā)生巨大的反沖擊力和晃動、震動等現(xiàn)象，同時也會在短時間內(nèi)出現(xiàn)壓力升高等問題，導(dǎo)致此設(shè)備在使用中具有較大的危險性，同時也導(dǎo)致了該專利所示結(jié)構(gòu)在使用中僅能小規(guī)模的生產(chǎn)，不能實(shí)現(xiàn)大范圍大規(guī)模的使用，局限性大，效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，適應(yīng)現(xiàn)實(shí)需要，提供一種生產(chǎn)效率高、安全、能夠生產(chǎn)多種濃度氨水的氨水制備系統(tǒng)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
設(shè)計一種氨水制備系統(tǒng)，它包括氨水制備器;所述氨水制備器它包括用于對進(jìn)入的氨和工藝水進(jìn)行混合并形成氨水的靜態(tài)混合器;所述靜態(tài)混合器的工藝水進(jìn)口通過變頻控制栗與工藝水提供源對應(yīng)連接;所述氨水制備器的氨源進(jìn)口通過緊急切斷閥與氨提供源對應(yīng)連接;還包括用于監(jiān)測所述靜態(tài)混合器中壓力的壓力監(jiān)測儀;還包括控制器，所述壓力監(jiān)測儀、變頻控制栗和所述緊急切斷閥均與所述控制器對應(yīng)連接。
[0006]優(yōu)選的，所述控制器包括PLC，還包括設(shè)置于所述靜態(tài)混合器側(cè)壁和設(shè)置于所述氨水制備器側(cè)部的多個氨氣報警儀，所述氨氣報警儀還與所述控制器對應(yīng)連接。
[0007]優(yōu)選的，所述氨水制備器它還包括用于將液氨氣化為氨氣的液氨汽化器、用于對靜態(tài)混合器形成的氨氣降熱的主換熱器;所述液氨汽化器上的氨氣出口與所述靜態(tài)混合器上的氨氣進(jìn)口對應(yīng)連接，所述靜態(tài)混合器的氨水出口與所述主換熱器對應(yīng)連接;所述液氨汽化器、靜態(tài)混合器和主換熱器三者為獨(dú)立分體結(jié)構(gòu)；還包括外封裝殼體，所述液氨汽化器、靜態(tài)混合器和主換熱器三者經(jīng)由所述外封裝殼體封裝。
[0008]優(yōu)選的，所述氨源進(jìn)口為設(shè)置于所述液氨汽化器上的液氨進(jìn)口和設(shè)置于所述靜態(tài)混合器上的氨氣進(jìn)口；所述液氨進(jìn)口通過第一緊急切斷閥與液氨提供源對應(yīng)連接，所述靜態(tài)混合器上的氨氣進(jìn)口還通過第二緊急切斷閥還與氨氣提供源對應(yīng)連接。
[0009]優(yōu)選的，所述靜態(tài)混合器它包括內(nèi)部為中空腔的殼體，所述工藝水進(jìn)口設(shè)置在所述殼體的上部并與所述殼體內(nèi)的中空腔連通，所述氨氣進(jìn)口設(shè)置在所述殼體的下部并與所述殼體內(nèi)的中空腔連通，所述氨氣進(jìn)口的出口端朝下設(shè)置;所述氨水出口設(shè)置在所述殼體的中上部并與所述殼體內(nèi)的中空腔連通;所述壓力監(jiān)測儀設(shè)置于所述殼體的頂端，用于對該殼體內(nèi)的壓力進(jìn)行監(jiān)測；在所述殼體的頂端還設(shè)置有排壓管，并在該排壓管上還設(shè)置有排壓閥;在所述殼體內(nèi)的工藝水進(jìn)口的出口端上還設(shè)置有雨淋分布器。
[0010]優(yōu)選的，在所述殼體內(nèi)的氨氣進(jìn)口的出口端上設(shè)置有氨氣分布器，所述氨氣分布器的出氣口朝下設(shè)置;所述氨氣分布器它包括與所述氨氣進(jìn)口的出口端對接的連接管、均勻分布于該連接管圓周邊上的一定數(shù)量的氨氣分布管，所述氨氣分布管通過連接管與所述氨氣進(jìn)口連通，在所述氨氣分布管的下方管壁上開設(shè)有氨氣噴口；所述氨氣分布管位于同一水平面且呈圓形均勻分布;設(shè)置于所述氨氣分布管上的氨氣噴口為多個，且沿所述氨氣分布管的軸向方向均勾分布;所述氨氣噴口的孔徑為0.50mm-20.0mm。
[0011]優(yōu)選的，在所述雨淋分布器和所述氨氣分布器之間的殼體內(nèi)還設(shè)置有一定數(shù)量的鮑爾環(huán)，所述鮑爾環(huán)堆積設(shè)置于殼體內(nèi)的下支撐網(wǎng)上；在所述鮑爾環(huán)的上端還設(shè)置有上支撐網(wǎng)，所述一定數(shù)量的鮑爾環(huán)堆積于上支撐網(wǎng)和下支撐網(wǎng)之間；所述氨水出口設(shè)置于所述上支撐網(wǎng)和所述雨淋分布器之間。
[0012]優(yōu)選的，所述主換熱器為螺旋纏繞管式換熱器;所述螺旋纏繞管式換熱器包括上下設(shè)有開口的罐體、設(shè)置于該罐體內(nèi)的多根螺旋纏繞管、以及設(shè)置于所述罐體內(nèi)部上下兩端的上擋板和下?lián)醢?，所述多根螺旋纏繞管設(shè)置于上擋板和下?lián)醢逯g；所述多根螺旋纏繞管的上端開口貫穿所述上擋板設(shè)置，并與所述罐體的上端開口連通構(gòu)成氨水進(jìn)口；所述多根螺旋纏繞管的下端開口貫穿所述下?lián)醢逶O(shè)置，并與所述罐體的下端開口連通構(gòu)成氨水輸出口；并在所述罐體的中上部還設(shè)置有與上擋板和下?lián)醢逯g區(qū)域連通的循環(huán)水出水口，并在所述罐體的中下部還設(shè)置有與上擋板和下?lián)醢逯g區(qū)域連通的循環(huán)水進(jìn)水口。
[0013]優(yōu)選的，所述多根螺旋纏繞管中相鄰兩個螺旋纏繞管的外管壁之間設(shè)有間隙；在所述多根螺旋纏繞管中的每根螺旋纏繞管的內(nèi)壁上設(shè)置有突起;設(shè)置于每根螺旋纏繞管內(nèi)壁上的突起為環(huán)狀突起或?yàn)榄h(huán)繞其內(nèi)壁設(shè)置的螺旋狀突起;在所述多根螺旋纏繞管中的每根螺旋纏繞管的外壁上設(shè)置有突起或凹槽;設(shè)置于所述每根螺旋纏繞管外壁上的突起或凹槽為環(huán)狀突起或環(huán)狀凹槽，或者設(shè)置于所述每根螺旋纏繞管外壁上的突起或凹槽為螺旋狀突起或螺旋狀凹槽。
[0014]優(yōu)選的，本系統(tǒng)它還包括冷能源利用單元和熱能源利用單元，所述冷能源利用單元它包括與所述液氨汽化器上的進(jìn)水口連通的第一水提供源、以及與所述液氨汽化器上的出水口連通的冷水能源利用裝置;通過所述冷水能源利用裝置將經(jīng)液氨汽化器出去的冷水進(jìn)行存儲或?qū)⒃摾渌械哪芰哭D(zhuǎn)移;所述冷水能源利用裝置它包括與所述液氨汽化器上的出水口連通的第二散熱器。
[0015]優(yōu)選的，所述熱能源利用單元它包括與所述主換熱器上的循環(huán)水進(jìn)水口連通的第二水提供源、以及與所述主換熱器上的循環(huán)水出水口連通的熱水能源利用裝置，通過該熱水能源利用裝置將經(jīng)主換熱器出去的熱水進(jìn)行存儲或?qū)⒃摕崴械哪芰哭D(zhuǎn)移;所述熱水能源利用裝置它包括與所述主換熱器上的循環(huán)水出水口連通的第一散熱器。
[0016]優(yōu)選的，還包括氨水存儲罐，所述氨水存儲罐通過第一控制閥與所述主換熱器上的氨水輸出口連通;在所述氨水存儲罐的底部還設(shè)有氨水排出口，并在該氨水排出口上還設(shè)有氨水輸送栗